东北大学自动控制原理 实验二

20 0 -20 0 ω ＜＜ 1/T 1/T ω ＞＞ 1/T ω
0 -45° -90° 1/T
ω
惯性环节对数频率特性
五、实验内容
1、按惯性环节的频率特性测试原理接线图接 线。 2、使得输入正弦信号的峰值电压Xm=3v(建议 值,方便测试), 示波器的CH1通道测量输入 信号X(t)，示波器的CH2通道测量输出信号 Y(t),CH1和CH2通道的电压衰减为1伏/格, 按表输入ω (10～1000)既f(1.59Hz～159Hz) 测量输入信号X(t)与输出信号Y(t)之间的相 位差φ (ω)=2πf △t，及输出信号Y(t)的幅值Ym， 填入表，并计算其它相关数据，绘制频率特 性。
j(ω )=2π f△t 2Ym/(2Xm) 20lg[2Ym/(2Xm)]
六、实验报告要求
1.测试惯性环节频率特性的相关数据，填 入表中并整理计算。 2.按实验数据分别画出该惯性环节的幅、 相频特性及对数频率特性。 3. 做 ~ 渐近线，据此写出该惯 性环节的传递函数。
实验二 二阶系统频率特性的测试
四、实验内容
1 设计二阶系统要求 =0.5 (参照上次实验电 路及参数设计)。 2 根据控制系统频率特性测试原理对所设计的 二阶系统实验电路进行频率测试。 3 根据测试数据进行计算整理,绘制频率特性。
二阶系统频率特性测试表(f=ω/2π)
ω f
2Xm (V) 2Ym (V) △t (mS) j(ω )=2π f△t 2Ym/(2Xm) 20lg[2Ym/(2Xm)]
典型惯性环节的频率特性测试原理接线图
（R1=R2=100K，C=0.1μF，R0=200K)
测试波形
y(x)
Ym Xm
△tLeabharlann Baidu
x(t)
t
y(t)
幅频特性 相频特性
A (ω)= Ym/ Xm φ (ω)=2πf △t
四、频率特性绘制
jQ(ω)
ω=∞
K=1 ω=0
P(ω)
0
ω1 ω=1/T
幅相频特性
惯性环节频率特性测试表(f=ω/2π)
ω f
2Xm (V) 2Ym (V)
10 1.59 20 3.18 40 6.37 60 9.55 80 12.7 100 15.9 120 19.1 150 23.9 180 28.7 250 39.8 500 79.6 800 127 1000 15 9
△t (mS)
一、实验目的
1. 掌握测量线性的频率特性的方法． 2. 根据所测得的频率特性，写出系统的传递 函数。
二、实验设备和仪器
1. DJK01——电源控制屏 2. DJK15——控制理论实验挂箱 3. TDS2002数字存储示波器 4. EDM-168A数字万用表
三、实验线路及原理
K=10=R2/R1， T1=0.1=R2C1，T2=1=R3C2。 二阶系统频率特性测试原理接线图
控制系统频率特性的测试
实验一 惯性环节频率特性的测试
一、实验目的
1. 掌握测量典型环节的频率特性的方法． 2. 根据所测得的频率特性，做出波德图，据 此求得被测典型环节的传递函数。
二、实验设备和仪器
1. DJK01——电源控制屏 2. DJK15——控制理论实验挂箱 3. TDS2002数字存储示波器 4. EDM-168A数字万用表
三、实验线路及原理
对于稳定的线性定常系统或环节，当其输入端加 入一正弦信号 ，它的稳态输出是一 个与输入信号同频率的正弦信号，但其幅值和相位 将随着输入信号频率的变化而变化。即输出信号为 其中， 只要改变输入信号的频率，就可测得输出信号与输 入信号的幅值比和它们的相位差。不断改变的频率， 就可测得被测环节的幅频特性和相频特性。
实验注意事项
1 、设计实验电路时要考虑运算放大器的反相作用。 2 、输入信号的频率选择: (1) 理论取值 ω (f){0～} (2)实验取值 ω (2~1000), f(0.32Hz~159Hz) 在此频段内特性的变化较明显.频率过低,无法 取值.频率过高,特性变为零。
2 0.32 4 0.64 6 0.96 8 1.27 9 1.43 10 1.59 11 1.75 12 1.91 16 2.39 20 3.18 25 3.98 40 6.36 60 9.55 80 12.7 100 15.9
五、实验报告要求
1. 根据实验测得的数据分别作出闭环的幅频 和相频特性曲线。 2. 作闭环幅频特性曲线的渐近线，据此求得 闭环的传递函数。 3. 实验求得的传递函数与理论的 作比较， 并分析产生误差的原因。 4. 根据实验作出二阶系统闭环幅频特性曲线 ，由图求取系统的带宽频率 、谐振频率 和 谐振峰值 并与理论计算的结果进行比较。 5. 完成思考题。